Sunu 6- Moment Deðiþtiriciler

MOMENT
DEĞİŞTİRİCİLER
VİTES KUTULARI
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
1
MOMENT DEĞİŞTİRİCİLER – VİTES KUTULARI
Kademeli Moment Değiştiriciler – Kademeli Vites Kutuları
Kademeli moment değiştirici olarak genellikle dişli çark mekanizmaları
kullanılır. Dişli çark mekanizmaları düz, helisel dişli çarklı; dişlilerin
kaydırılmasıyla şekil bağlı veya ön sürtünmeli şekil bağlı (senkronizasyon
mekanizmalı) olarak kademe değiştirmeye olanak veren veya dişlilerin
frenlenmesi ile kademe değiştirmeye izin veren güneş dişli sistemli olabilir.
Kademe değiştirme işleminin elle, elle ve yardımcı kuvvetle (yarı otomatik)
ve güç ile bağlantılı olarak otomatik olarak değiştirildiği vites kutularıdır
Resim :
Senkronizasyon
sistemli dört kademeli
vites kutusu
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
2
Resim: 5 basamaklı 2 milli koaksiyal vites kutusu (Ford)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
3
.
1. Vites
4. Vites
2. Vites
5. Vites
3. Vites
Geri Vites
Resim: İki milli koaksiyal bir vites kutusunun yapısı ve kuvvet akışı
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
4
Resim: Deaksiyal 5 basamaklı vites kutusu (Saab)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
5
.
1. Vites
2. vites
3. Vites
4. Vites
5. Vites
Geri vites
Resim: İki milli deaksiyal bir vites kutusunda kuvvet akışı ve yapısı
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
6
Resim: İkiz kavramalı elektromekanik şanzıman (DSG)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
7
Temel prensip
Elektromekanik şanzıman prensip olarak iki adet birbirinden bağımsız şanzımandan
oluşur.
Her bir şanzıman parçası işlev olarak bir düz şanzıman gibi yapılmıştır. Her bir
şanzıman parçasına bir diskli kavrama takılmıştır.
Şanzıman parçasının
birinde her zaman güç
bağlantısı vardır ve diğer
şanzıman parçasında
sonraki vitese geçilmiştir,
ancak bu vitesin
kavraması açıktır.
Her vites için bir düz
şanzımanda bulunan
geleneksel senkromeç
ve değiştirme ünitesi
mevcuttur.
Resim: İkiz kavramalı şanzımanın prensip şeması
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
8
.
.
Resim : İkiz kavramalı elektromekanik şanzımanda kuvvet akışı
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
9
Resim: Boyuna yapım tarzında ikiz kavramalı vites kutusu (Audi)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
10
Dişli çarklı moment değiştiricilerde kademe değiştirmede en önemli
sorun senkronizasyon olmaktadır. Her zaman eş çalışmayan dişli çarklar,
eş çalışmaya başlamak için birbirlerine ancak eş çevresel hız durumuna
geldiklerinde kenetlenebilir ve moment iletebilirler.
Dişliler eş çalışıyorsa, fakat moment taşımadıkları süre içinde biri mili
üzerinde serbestçe dönüyor demektir. Bu dişli çarkın serbestçe döndüğü
mil ile bir şekilsel bağlantısını temin etmek için dişlinin aynı açısal hıza
ulaşması gereklidir
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Resim : a) Senkromeçsiz bir kademe değiştirme düzeni
b) Kuvvet bağlı bir senkromeç donanımı
11
SENKROMEÇ SİSTEMLERİ
Kilitleme parçalı, senkron bilyeli
senkronizasyon sistemi :
Senkron bilezik
Kademe mufu
Kademe dişlisi
Kilitleme
parçası
Sürtünme
senkron parça
yüzeyleri
Yay baskılı senkron bilyalar
Vites dişlisi ve
Eş dişli
Resim: Kilitleme parçalı, senkron bilyeli
senkronizasyon sistemi. Boşta
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Basamak değiştirilmesinde, yay kuvveti
altındaki kayıcı mufa tesir eden senkron
bilyeler aksiyal yöndeki kaydırma kuvvetini
iletmektedir ve senkron bilezik vites dişlisinin
diş koniğine basmaktadır. Kilitleme parçaları,
sürtünen yüzeylerdeki relatif dönme
nedeniyle senkron bilezik, senkron parçaya
göre çok hafif dönme yönünde kasılır ve
kilitleme parçası radyal yönde hareket
ederek kanalından çıkar ve kilitler. Sürtünen
yüzeylerde eş devirli hareket temin
edilinceye kadar kilitleme parçaları kayıcı
mufun hareketine engel olur.
Basamak bağlantısı tamamlandıktan sonra
senkron parça, yan kuvveti altında bulunan
senkron bilyeler yardımıyla tekrar ortadaki
yerini alır.
12
.
Konik sürtünme yüzeyi
Eş devirle dönmeye zorlar
Basamak
Basamakdişlileri
dişlileri
temasta
temasta
a) Senkronizasyon sistemi çalışıyor,
kayıcı muf kilitlenmiş
Kilitleme parçası
Radyal yönlendirilmiş
kilitleme parçalı senkron bilezik
c) Basamak değiştirme tamamlanmış
Basamak mufu
Senkron parça
d ) Kilitleme parçası, senkron bilezik kanalına
geri itilmiş
b) Kilitleme parçası kilitleme durumunda
.
.
Resim : Kilitleme parçalı senkronizasyon sisteminin çalışma şekli
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
13
Borg-Warner Tipi Senkronizasyon Sitemi
.
Basamak değiştirilmesinde, senkron bilezik C, senkron yaylar tarafından itilen bilye ve
senkron göbek D üzerinden iç konik sürtünme yüzeyli senkron bileziğin (E) kademe
dişlisi (F) üzerindeki dış konik yüzeye doğru iter. İç dış konik yüzeylerin temasıyla E, D
’ye göre burulmaya uğrar. Bu burulma, E ‘nin yan yüzündeki iki pim ve D ‘deki çevresel
yönde açılmış kanallarla sınırlanmıştır. Bu hafif burulma esnasında E üzerindeki pimler
D ‘deki radyal kanallar içerisinde yer değiştirir, böylece E elemanı dişlileri F dişlisinin
diş boşluklarına gelecek şekilde çevresel yönde döner ve eş devirle dönme temin
edilinceye kadar, kayıcı mufun ( C) aksiyal yönde kayarak F dişlileri ile şekil bağı
temin etmesi engellenir.
Kayıcı Muf C
Senkron Göbek D
Senkron Bilezik E Kademe dişlisi F
Tahrik eden A
Tahrik edilen B
Pim
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Resim : Borg-Warner tipi kilitli senkronizasyon sistemi parçaları
14
Senkron Sürgülü Kilitli Senkronizasyon Sistemi
.
Günümüz senkronizasyon sistemlerinde, bu eksenel yöndeki pim ve
hareket ettiği kanallar yerine, senkron göbek çevresindeki kanallara
eksenel yönde yerleştirilmiş, uçları ile de senkron bilezik sırtındaki
kanallara giren sürgüler kullanılmaktadır.
.
Kayıcı muf
Sürgü sırtı kanalı
Senkron bilezik
İç konik yüzey
Dış konik yüzey
Senkron sürgüsü
Senkron göbek
Basamak dişlisi
.
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Resim : Senkron sürgülü kilitli senkronizasyon sistemi parçaları
15
1- Vites dişlisi
2- Kavrama gövdesi
3- Senkron bilezik
4- Senkron göbek
5- Bası yayı
6- Küre başlı pim
7- Baskı parçası
8- Kayıcı muf
Resim: Senkron sürgülü sistemin patlamış hali
1- Vites dişlisi
2- Kavrama gövdesi
3- Senkron bilezik
4- Senkron göbek
5- Kayıcı muf
Resim : Senkron sürgülü senkromeç
sistemi toplanmış kesiti
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
16
Çift Sürtünme Yüzeyli Senkronizasyon Sistemi:
Tek katlı konik sisteme karşın çok daha fazla sürtünme yüzeyi
sunulmuştur. Senkronizasyon performanslı olduğu için artan ısıyı
aktaracak daha büyük bir alan mevcuttur. Düşük viteslerde farklı
değiştirme dişlileri arasındaki büyük devir farkları daha hızlı şekilde
.
ayarlanabilmektedir.
Vitesler daha az kuvvet harcanarak takılabilmektedir.
Ara bilezik
İç sürtünme
bilezik
Senkron bilezik
(Dış sürtünme bileziği)
Prof. Dr. N. Sefa .KURALAY
Kavrama gövdesi
(Sürtünme Konisi)
Resim: Çift sürtünme yüzeyli
senkromeç
17
.
1: Vites dişlisi
2: Senkron halka
3: Kavrama halkası
4: Kilit sürgüsü
A: Sürgü mesafesi
Resim: Kilitli senkronizasyonun fonksiyon prensibi (Kalkert)
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
18
Servo-Senkronizasyon sistemi (Esneyen senkron bilezikli
senkronizasyon sistemi):
Yönlendirici muf çok kanallı mil ile bağlanmış olup kayıcı mufu taşımaktadır. Senkron
bileziğin her iki uçunda bir kilitleme taşı bulunmaktadır. Senkron bileziğin içinde iki
kilitleme bandı yer almakta ve bunların bir ucuna kilitleme taşı dayanmaktadır. Emniyet
segmanı ile senkron bileziği dişli çarktaki yatağında tutmaktadır.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Resim : Servo-Senkronizasyon sistemi parçaları
19
.
Kilitleme taşı
Basamak mufu
Kilitleme taşı
Kilitleme bandı
Yön verici muf
Kavrama parçası
Senkron bilezik
Yaylanabilen
senkron bilezik
Dayanma taşı
Kilitleme bantları
Nötr durum
Dayanma taşı
Emniyet segmanı
Senkron Kavrama parçası
bilezik
Kilitleme bandı
Basamak
Mufu
Senkronizasyon durumu
Nötr durum
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Sekronizasyon durumu Basamak bağlanmış
.
Resim : Servo senkronizasyon sisteminin çalışması
20
2. Kademeli Vites Kutuları için Grup Dişli Kutuları
Gruplanmış dişli kutuları ağır yük araçlarında görülmektedir. Senkromeçli ve
senkromeçsiz dişli kutuları ile kombine edilebilirler. Hatta bazı vites kutularına daha
.
. sonradan eklenebilirler.
Çıkış mili
Ana mil
.
Vites kutusu çıkışına takılan grup dişli
kutuları
Vites kutusu her kademesinin arkasından
hareketin yavaşlatılması söz konusudur veya
hareket direkt olarak çıkar. Örneğin, dört
kademeli bir vites kutusu bu şekilde 8 ileri 2
geri vites kademeli hale getirilebilir.
Tahrik dişlisi
Vites kutusu girişine takılan grup dişli
kutuları
Grup dişlileri ön kademeye alınacak olursa, ön
kademe veya giriş kademesiyle piriz direk
dişlisine akan iletimde hareket hızlanmaktadır.
Vites kutusu böylece hızlandırılmış kademeye
doğru genişletilmiş olur.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
.
21
Düz yolda direk kademedeki sabit hızlı sürüş ile aynı olması, ancak düşürülmüş
motor devir sayısı ile mümkündür. Bu grup dişli kutusunda da her bir kademe ile
bağlantı sayesinde kademe sayısının iki katına çıkartılması mümkündür.
Resimde senkromeçli altı kademeli bir vites kutusunun giriş kısmına takılmış ön
kademeli senkromeçli grup dişli kutusunu görülmektedir.
Resim : Giriş kademesine takılmış senkromeçli grup dişli kutulu altı kademeli
vites kutusu
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
22
3. Kademeli Vites Kutularında Basamaklandırma
Basamaklandırma, iletim yapması gereken dişli çiftlerinin değiştirilmesiyle
gerçekleşir. Genel olarak bir kutu içerisine yerleştirilmiş iki mil üzerindeki dişli çiftleri
ile döndürme momenti iletimi uygulanmaktadır. Planet dişli sisteminde planet dişlileri
taşıyan bir çerçeve mevcuttur ve döndürme momenti değişimi bantlı veya disk frenler
yardımıyla gerçekleşmektedir.
Toplam iletim oranı i , daima sabit bir iletim oranı iD ve değiştirilebilen ix oranının
çarpımından meydana gelmektedir.
i
v
nM , nT
rdyn
MM , MT

2.rdy n..60.nM
rdy n.nM rdy n.nM
nM
MT


 0,378 .

n T MM .
1000 .v
v
2,67.v
Araç hızı km/h
Motor ve tekerlek devir sayısı D/d
Tekerlek dinamik yarıçapı m
Motor ve tekerlek tahrik momentleri N.m
Güç iletimindeki verim
Genel olarak en büyük vites basamağının çevrim oranı ix = ia = 1 alınır.
• En küçük vites basamağının çevrim oranı en büyük,
• en büyük basamağın ki ise en küçük olmalıdır.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
23
Basamaklandırma
Geometrik Kademelendirme:
Sabit bir motor devir sayısı aralığında (n1 - n2 ) yapılacak basamak
seçimi geometrik bir seriyi ortaya çıkarmaktadır. Ara ve alt basamaklar
aşağıdaki gibi belirlenmektedir:
.
n
ib  i a . 1
n2
n
n
; i c  ib . 1  i a . 1
n2
 n2



2
n
i d  i a . 1
 n2
;
3

 , v.s

.
v km/h 1/ i
Araç hızı
P
M
1/ ia
1/ ib
1/ ic
n2
n1
nm
n2
n1
nm
.
.
Resim : a) Motor karakteristiklerinden devir sayısı bandının secimi
b) n1-n2 devir sayısı bandı ile ia ‘ ya göre geometrik basamaklandırma
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
24
.
Geometrik basamaklandırmada küçük basamak bandında (büyük vites
P
basamağında) basamak sıçraması çok büyük olmaktadır. Yani büyük
kademe oranlarında kademe sayısı fazladır.
P
Devir sayısı bandının (n1 - n2)
M
genişletilmesi
ile basamak sıçraması
azalmakla beraber, aynı motor
karakteristiklerinde, vites kutusunun
güç ve döndürme momenti boşluklarını
artırmaktadır (Resim)
R
v
.
P
Devir sayısı sınırlarının küçültülmesi
ise motorun boğulması neden olur.
MR
v
MR
v
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Benzinli motorda maksimum gücün
devir sayısı aşılabilir. Böylece n1 ve n2
aynı güç değerine ait olacak şekilde
seçmek mümkündür. Bu durum ideal
basamaklandırma olarak ta ifade
edilmektedir.
25
Geometrik bir basamaklandırmada x. vites için kademe sayısı z olmak
üzere şu eşitlikler geçerlidir : i1 , 1. vites basamağındaki çevrim oranı
olmak üzere
n
i x  i a . 1
 n2



z  x 
 zx 


  z 1 
i
 i a . 1 
 ia 
ve kademe sayısı
i 
ln 1 
ia
z    1
n 
ln 1 
 n2 
En büyük vites basamağı ia = 1 alınması direk geçişi ifade etmektedir.
Fakat başka bir basamakta ix = 1 alınabilir; bu durumda yüksek vites
basamaklarından biri “hızlı vites basamağı” olur, örneğin z = 4, i3 = 1
için geometrik basamaklandırmada
n
i 3 / i 4  c   1
 n2



n
olur ve i 3  i a . 1
 n2



zx
n n
 2 . 2
n1  n1



1
1
Bazı araç üreticileri konvansiyonel 4 vites basamaklı vites kutularına
5. vites (overdrive - hızlı vites) basamağını ilave etmektedirler. Çoğu
5. vites kademesi tasarımı motor hızını %10…20 (i5.v = 0,8…0,9)
azaltmak için tasarlanır.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
26
Manuel kumandalı otomobil vites kutularında 5. veya 6. vites kademeleri,
hızlı vites kademesi (overdrive) olarak motor hızını düşürerek yakıt tasarrufu
sağlamak, motor ömrünü uzatmak amacıyla tasarlanırlar.
.
2. V
3. V
4. V
5. V
Güç P
1. V
Araç hızı v
. : 5. vites (overdrive) uygulaması yapılmış bir hareket gücü diyagramı
Resim
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
27
Progresiv Kademelendirme
Bilindiği gibi geometrik basamaklandırmada vites basamakları arttıkça
(büyük viteslerde) vites kutusu boşlukları artmaktadır. Bu boşlukları
azaltmak için, komşu iki çevrim oranı arasındaki basamak atlamasını,
örneğin
z  4 için i 3 / i 4  c 
n1
; i 2 / i 3  c.m ; i1 / i 2  c.m 2 ve m  1,1
n2
şeklinde alınması Prof. Jante tarafından teklif edilmiştir. Progresiv
kademelendirme olarak ifade edilen bu kademelendirmede kademe
atlaması sabit değildir. Bu durumda en son vites basamağı genel olarak
ia = iz olmak üzere:
ix  ia
1
( z  x ).(z  x 1)
( z x )
.c
.m 2
 zx 


 i1   z 1 
ix  ia . 
 ia 
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
1
 z 1
i
ve c   1 
 ia 
1
 ( z 2 )
.m 2
1
.( z  x )(1 x )
.m 2
28
Başka bir ifade ile; Basamaklar arası kademe sayısı  geometrik
kademelendirmede; i1 , 1.vites çevrim oranı ve ia son vites basamağı
çevrim oranı olmak üzere :
üzerinden hesaplanır. Progresif kademelendirmede
kademe çarpanı sabit değildir ve yukarıda verilen Jante
formülün de verilen 2 = m değeri seçilmek suretiyle
ana kademe oranı 1 :
 i1 
  z 1  
 ia 
 i1 
1  z1 0,5.( z1)(z2) . 
2
 ia 
1
ve herhangi bir vites basamağı çevrim oranı ix :
i x  ia .1zx .02,5.( zx )(zx1)
1 = 1,1…1,7 ve 2 = 1,0…1,2 genelde alınan sayılardır. 2 = m
alınarak ifadeler kısaltılırsa, yukarıda verilen Jante formülüne ulaşılır.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
29
.
1.V
2.V
FT, ideal
3.V
Çekme Kuvveti FT
Çekme Kuvveti FT
1.V
4.V
2.V
FT, ideal
3.V
4.V
5.V
5.V
Araç Hızı
Motor Devirsayısı
nM [D/d]
Motor Devirsayısı
nM [D/d]
Araç Hızı
Araç Hızı
Araç Hızı
.
Resim
: Normal geometrik kademelendirme ve progresif kademelendirme sonrası
oluşturulmuş çekme kuvveti diyagramları ve vites kutusu kademelendirmesi
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
30
Aritmetik basamaklandırma
Aritmetik serilerden sadece reziprok aritmetik seri uygundur. Bu seride
büyük çevrim oranlarında (düşük vites basamaklarında) büyük, küçük
çevrim oranlarında düşük vites kutusu boşlukları ortaya çıkmaktadır.
Geometrik basamaklandırmanın tersi. Bu aracın hareket davranışına,
yani vites basamağı kullanım zamanına daha uygundur. Bu tip
basamaklandırmada x. basamak için
1 1  1 1   z  x  eğer en büyük basamaktaki iletim oranı
    .

i x i a  i1 i a   z  1  ia = 1 ise;
ix 
i1
zx
z 1
Reziprok aritmetik seride basamaklandırma farklıdır. Örneğin z = 4 ve ia = 1
durumunda aşağıdaki basamaklandırma ve basamak atlamaları elde edilir :
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
i1  (i1  1).
31
HAREKET GÜCÜ – ÇEKME KUVVETİ DİYAGRAMLARI
Araca etkiyen ve aracın hareket edebilmesi için yenmesi gereken direnç
kuvvetlerini gösteren ve tahrik sisteminin karakteristik eğrilerinin
birleştirilmesiyle elde edilen diyagramlardır.
Araca hareketi sırasında etki eden yuvarlanma, yokuş, hava direnci ve
ivmelenme direnci gibi dirençleri yenmek için aracın tahrik tekerleklerindeki
tahrik kuvveti ve momenti karşılanmalıdır.
Bu dirençlerin bazıları aracın hızına bağlı olduğu için bu değerler hız üzerine
taşınırsa, her konumda aracın tahrik tekerleğinde çekme kuvvetini gösteren
bir diyagram elde edilir. Bu diyagramda sürücü için önemli olan
•
•
•
•
•
Aracın düz yolda ulaşacağı maksimum hız,
Her bir kademedeki çevrim oranı, vites değiştirme noktaları,
Çıkılabilecek maksimum yokuş eğimi,
Her bir vites basamağında ulaşılabilecek maksimum ivmelenme,
Diferansiyel çevrim oranı gibi bilgilerdir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
32
Gerekli tahrik gücü P T = FT.v
Gerekli çeki kuvveti F T = MR / r
.
FL= cW.A./2.v2
FB=.G.x/g
FSt=G.sin
FR=fR.G
Araç hızı
v
PL=FL.v ~v3
PB=FB.v
PSt=FSt.v
PR=FR.v
Araç hızı v
.
Resim : a) Hareket dirençlerinin hıza bağlı değişimi b) Hareket güçlerinin hıza bağlı olarak değişimi
Araç tahrik tekerleklerindeki gerekli tahrik gücü PT :
..
PT 
MR
x

.v  FT .v  G.( .  sin   fR ).v  c W .A. .v 3
rdy n
g
2
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
33
1. Tahrik sistemi
Bir aracın hareketi için gerekli olan güç ve çekme kuvveti karakteristiği
resim a ve b ‘de verildiği gibi bir karakteristik alandır.
Döndürme momenti M
Güç P
.
Pmax
Devir sayısı n
Devir sayısı n
.
Resim : Sabit güç PMax ile sınırlandırılmış tanım eğrilerinden gücün ve momentin değişimi
Her durumda aracın tahrik sistemindeki maksimum güç kullanılmak istenmektedir.
PMax  M.n
M
PMax
n
Bu hiperbol genelde ideal çekme kuvveti olarak ifade edilir. Belirli bir güçte ideal olarak
hızı istediğimiz kadar küçülterek, tekerleklerde istediğimiz kadar büyük bir çeki kuvveti
veya tahrik momenti elde edebilirdik. Ancak, tahrik tekerleklerinin yola iletebilecekleri
kuvvet sınırlıdır.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
34
Tekerlek tarafından yola iletilebilecek olan en büyük tahrik momenti
tekerlek yol arasındaki kuvvet bağıntısı ile sınırlıdır. Basitleştirmelerle:
MMax   H .G.rdy n
P  MMax .n   H .G.rdy n.n
..
Tahrik
Kuvvet
bağıntısı
Devir sayısı n
.
nmax
Kuvvet bağıntısı
Döndürme momenti M
Pmax
En yüksek hız veya
en yüksek devir sayısı
Güç P
M max
En yüksek hız veya
en yüksek devir sayısı
.
Tahrik sistemi tam yük eğrileri verilen kısıtlamalarla birlikte tahrik
sistemi ideal karakteristik eğrilerine ulaşılır.
Tahrik
Devir sayısı n
nmax
..
.
Resim : Yol tekerlek kuvvet bağıntısı, maksimum güç ve maksimum hız ile sınırlandırılmış
ideal hareket gücü ve tahrik momenti karakteristik eğrileri
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
35
Bir içten yanmalı benzin veya dizel motorunun güç ve moment eğrilerinden
hareketle ve her basamakta motorun maksimum güç ve moment değerinin
kullanmak kaydıyla basamak değiştirmek suretiyle bu ideal tahrik momenti
hiperbolüne yaklaşmak mümkündür.
Motordan tekerleğe kadar olan tüm aktarma organlarındaki kayıplar ,
basamak çevrim oranları i ve tekerlek dinamik yarıçapı rdyn dikkate alınarak
motor momentinin MM, tekerlekte oluşturacağı tahrik kuvveti FT :
FT 
MT MM , i.

rdy n
rdy n
Motorun moment eğrisi altında kalan alanda motor ve taşıt eş olarak
çalışabilir. Aşikar olarak çözüm birden fazla çevrim oranının kullanılmasıdır.
Bu şekilde de ideal hiperbolün altında kullanılmayan alanlar kalabilir. Bu
alanların yerleri ve büyüklükleri kademe sayısına, kademelerdeki çevrim
oranı değerine, MM(n) motor moment eğrisinin şekline ve yapısına bağlıdır.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
36
Motor momenti M M
Tekerlek tahrik momenti MT
.
Motor devir sayısı nM
.
İdeal çekme
kuvveti alanı
Tekerlek devir sayısı nR
Resim : Sabit bir motor moment eğrisinden hareketle kademeli vites kutusu kullanmak
suretiyle ideal çeki kuvveti hiperbolüne yaklaşma
Bir moment değiştiricide karakteristik iki büyüklük maksimum ve minimum
çevrim oranları önemlidir.
•
Maksimum çevrim oranı imax taşıtın çıkması istenen maksimum
yokuş eğimine göre hesaplanır.
•
Minimum çevrim oranı imin ise aracın düz yolda ulaşabileceği
maksimum hıza göre belirlenir
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
37
Çeki kuvveti FT = MT / r [daN]
2. Düz Yolda Ulaşılacak Maksimum Hız :
Hareket
gücü ve çekme kuvveti diyagramlarında düz yolda ( = 0) ve ivmesiz hareket
..
( x =0 ) olması durumunda araca etkiyen direnç kuvvetleri eğrisi ile tahrik sistemi
eğrisinin kesişmiş olduğu nokta aracın düz yolda ulaşabileceği en yüksek hız değerini
vmax vermektedir.
F +F
Aynı zamanda bu değer aracın ve motorun
teknik değeri belli ise, çekme kuvveti
denkleminden
Araç hızı v
MT MM .i.


 FR  FL  fR .G  c W .A. .v 2 max
rdy n
rdy n
2
R
L
Tekerlekteki güç PT
.PM = PT
veya güç denkleminden hesaplanabilir:
Tekerlek gücü
PT  .PM  (FR  FL ).v max
PR+PL
veya motor gücü üzerinden
PM( Vmax ) 
1 


. fR .G.v max  c W .A. .v 3 max 

2

Araç hızı v
Resim : Aracın hareket gücü diyagramı güç – hız bağıntısı
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
38
Aracın hızı vmax ile bu hıza tekabül eden motor devir sayısı arasında tahrik
kaymasının (s) ve tekerlek dinamik yarıçapının hıza bağlı değişimi bir kR
faktörü ile dikkate alınırsa,
v max
i min
.nM( v max ) rdy n.k R

.
30
s'.imin
(1)
.nM( v max ) rdy n.k R

.
30
s'.v max
Burada s’ = 1 + s vites basamaklarındaki kayma değerlerine bağlı olarak
4. viteste
s = % 2 ; s’ = 1.02
3. viteste
s = % 4 ; s’ = 1,04
2. viteste
s = % 6 ; s’ = 1,06
1. viteste
s = % 8 ; s’ = 1,08 değerlerini alır.
imin değeri vites kutusu en düşük çevrim oranı ve aktarma organlarındaki
diğer sabit çevrim oranları da (iD) dikkate alınırsa,
imin  i a .iD
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
39
En yüksek vites basamağının kullanıldığı durumda diferansiyelin ve vites
kutusunun çevrim oranı belirlenir. Diferansiyel çevrim oranı, aracın makul
bir hızda (80...100 km/h) % 8 eğimli bir yokuşu en üst vites basamağında
tırmanabilecek şekilde seçilmesi önerilmektedir.
.
..
Çeki kuvveti FT = MT / r [daN]
p+( x /g)
FR+FL
Araç hızı v
Resim : Aracın çekme kuvveti diyagramı çekme kuvveti – hız bağıntısı
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
40
.PM = PT
Aracın maksimum hızındaki motor devir sayısının maksimum motor gücündeki
devir sayısı olması gerekmemektedir. İmin değeri ve bilinen (veya tahmin
edilen) aktarma organları verimi  ile tam yük karakteristik eğrisi PM aşağıdaki
resimde verildiği gibi taşınabilir.
Motor gücü P M
PM(Vmax)
Motor devir sayısı n M
Tekerlekteki güç P T
.
.PMmax =PT(vmax)
.PM
PT
vmax
Araç hızı v
.
Resim: En büyük hızın hesaplanması a) Motorun tam yükteki gücünün devir sayısı ile bağıntısı
b) Tekerlekte kullanılmaya hazır güç ve dirençler nedeniyle gerekli olan güç arasındaki ilişki
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
41
.
PM max
Yüksüz
P
P
Tekerlek gücü
PM
Tekerlek gücü
Yüklü
PM max
PT
Araç hızı v
hızı v
.
Resim
: Değişik çevrim oranlarındaki
maksimum hız değerleri
PM
PT
Araç
Resim : Yükleme durumunun maksimum
hıza olan etkisi
1. Durum : Direnç gücü eğrisi, motor güç eğrisini maksimum gücün eriştiği noktada
kesmektedir.
2. Durum : Maksimum hız vmax, motor gücünün maksimum olduğu değerin üstündeki
bir değerde meydana gelmektedir. Böylece ulaşılan hız v < vmax olmaktadır. Fakat,
direnç gücü eğrisi ile motor güç eğrisi arasında bir güç fazlalığı (rezerv güç)
mevcuttur ve aracın yokuş çıkma ve ivmelenme kabiliyeti arttırılmıştır. Motor üst
devir sayısında çalışmakta ve yakıt sarfiyatı artmaktadır.
3. Durum : Aracın maksimum hızına uyan motor devir sayısı, maksimum motor
gücünün erişildiği devir sayısının altındadır. Motor vmax durumundan daha düşük
bir devir sayısında çalışmakta olup rahatlatılmıştır. Böylece bu durumda yakıt
sarfiyatı da azaldığı için bu duruma tutumlu vites basamağı veya rahatlatılmış
vites basamağı gibi isimler verilmektedir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
42
3. Yokuş Çıkabilme Kabiliyeti :
Yokuş çıkabilme kabiliyeti aracın karakteristik iki büyüklüğünden birisidir. İvmesiz
harekette aracın tekerleklerindeki tahrik kuvveti, yuvarlanma, hava direnci ve yokuş
direncini karşılamak zorundadır :
MT
FT 
 (FSt  FR  FL )
r
Eğer hava direnci, yokuş çıkılan düşük hız değeri için ihmal edilirse,
MT imax .MM max .

 G.(tan   fR )
r
r
ifadesi yazılabilir. Buradan en büyük çevrim oranı elde edilir.
imax 
G.r.( fR  tan )
MM max .
(2)
Tasarım esnasında genelde aracın tam yüklü durumda takriben % 45
eğimli bir yokuşu tırmanabilmesi beklenir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
43
İmax ve imin değerleri yukarıda açıklandığı gibi belirlendikten sonra, kademe sayısını
saptamakta rolü olan imax / imin oranına geçilebilir. İmax ve imin değerlerinin verildiği 1
ve 2 nolu eşitliklerin oranlanmasıyla ve gerekli basitleştirmelerle
imax

imin
( fR  tan  ).v max
( f  tan  ).v max
 R
MM max MM .2.nM
M
P 
.
.
. M max . M 
MM
60.G
 MM   G 
Yukarıdaki denklemden şu önemli hususlar ortaya çıkmaktadır:
•
Aracın motor gücünün aracın ağırlığına oranı PM/G küçüldükçe imax / imin
oranının büyüdüğü ve ideal hiperbol eğrisine yaklaşabilmek için daha çok
vites basamağına ihtiyaç olduğudur. P/G oranı
1. Binek otomobillerde yaklaşık 100 PS/ton seviyesinde iken,
2. Kamyon veya otobüs gibi ağır ticari araçlarda ortalama 10 PS/ton
•
Yukarıdaki denklemde aynı zamanda dizel motorlarının benzinli motorlara
göre dez avantajlı olduğu görülmektedir. Dizel motorlarında MM max/MM
oranının benzinli motorlara oranla daha düşük olması (daha düz moment
karakteristik eğrisi nedeniyle) imax / imin oranı büyümektedir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
44
Araç tekniği bakımından önemli olan MM max ‘ın eriştiği devir sayısıdır.
Küçük devir sayılarında MM max değerini veren motorlarda maksimum
hızın altındaki hız değerlerinde daha büyük rezerv bir çeki kuvveti
mevcuttur. Bir yokuşta veya ivmelenme durumunda vites değiştirme
zorunluluğu yoktur. Motor elastiktir.
Tekerlekteki çeki kuvveti F T

Dizel
FB
Benzinli
FR+FL
vmax
Araç hızı v
.
Resim : Maksimum momentin elde edildiği hızın rolü
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
45
4. Ara Basamakların Çevrim Oranı
1. Vites basmağı yokuş çıkma kabiliyetini ve son basamağın ise en yüksek hıza
göre hesaplandığı ifade edilmişti. 4 vitesli bir vites kutusunda ara basamak olan
2. ve 3. vites basamaklarında hesaplanması gerekmektedir. Bu basamaklar
aracın ivmelenme kabiliyetine göre hesaplanır.
..
MR
x
 .G.  FR  FL  FSt
r
g
Denkleminde düz yoldaki harekette FSt = 0 olduğuna göre
MR
 (FR  FL )
x
r

g
.G
..
bağıntısı elde edilir. Bu ifade ,  > 1 ve motor ile tekerlek arasındaki devir sayısı
iletim oranına bağlı olarak değişik değerler alır.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
46
.
x / g
İndirgenmiş ivme
=1
>1
Araç hızı
v km/h
. ve alınmadığı durumlara göre
Resim : Dönen kütlelerin dikkate alındığı
indirgenmiş ivmenin vites basamaklarında hıza göre değişimi
 > 1 durumunda 1. vites basamağındaki ivmelendirme rezerve çekme kuvveti veya
yokuş çıkma kabiliyeti =1 eğrisine oranla daha küçük olarak meydana gelirken, son
basamakta yani 4. vites basamağında  ‘ nın etkisi çok az olmaktadır. Bu nedenle
1. vites basamağı genel olarak ivmelendirme kabiliyetine göre değil, bilakis yokuş
tırmanma kabiliyetine göre yapılır.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
47
Özellikle şehir içi trafiğinde, araçların trafik lambaları önünde durmaları esnasında,
lambanın yeşil yanmasıyla birlikte sürücü aracını en kısa zamanda belirli bir hız
sınırına (Örneğin v = 50 km/h) kadar ivmelendirerek mümkün mertebe fazla
miktarda yol almak suretiyle diğer araçların önünde olmak ister.
Bu yarış 1 km ‘lik sınırın altında son bulur. En önemli olan ise, aracın düzgün ve
sürekli olarak diğer araçları geçebilmesidir. Günümüz trafiğinde, bir araç sürücüsü
diğer bir aracı aynı hızla takip ederken yolun uygun olması durumunda aracını
ivmelendirerek kısa bir mesafede önündeki aracı geçmeyi dener. Bu geçiş hızları
şehir içi için (50 km/h altında) ve şehir dışında (50 km/h üstünde) hareketlerde
farklı olabilir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
48
B2 ig = 2,06 (Seri imalat)
A2 ig = 2,90
C2 ig = 1,70
A2
C2
3. vitesin çevrim oranları
değiştirilmiştir.
Çekme kuvveti daN
Çekme kuvveti daN
2. vitesin çevrim oranları
değiştirilmiştir.
B3 ig = 1,26
A3 ig = 1,50
C3 ig = 1,00
A3
C3
FR+FL
Çekme kuvveti
Pozitif ivme x
Pozitif ivme x
m/s2
m/s2
FR+FL
Araç hızı v
km/h
Resim :. Değişik çevrim oranlarındaki 2. vitesin
a) Çekme kuvvetinin
b) ivmenin araç hızına göre değişimi
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Araç hızı v
km/h
Resim : Değişik 3. vites oranlarında
Resim 3.3.28: Değişik çevrim oranlarında 3.vitesin
Çekme
kuvvetinin
a)a)çekme
kuvvetinin
b)b)ivmenin
araç hızına
değişimi
İvmenin
araç göre
hızına
göre değişimi
49
Ara basamakların seçimi trafik durumuna göre
• Duruştan kalkışa geçişte A2 ve A3 çevrim oranları uygundur. Belirli bir
hız bölgesinde yüksek ivmelendirme ile hem hız-zaman ve hem de
yol-zaman değişimi uygun olmaktadır.
•
Diğer taraftan C2 ve C3 iletim oranları yüksek hızlardaki
ivmelendirmelerde avantaj sağlamaktadır.
Örneğin araç C3 iletim oranı ile 70 ‘den 110 km/h bir hız artışı ile 23 s
ivmelenirken, A3 ile 24 s ivmelendirilmektedir.
Hareket zamanındaki bu 1 s ‘lik fark çok büyük bir zaman kazancı
olmamakla beraber bu zaman farkı nedeniyle ortaya çıkan geçiş yol
farkı 75 m olmaktadır.
•
Seri halde yapılan vites kutularında kullanılan iletim oranı B, iletim
oranı A ve C arasında bir çözüm olmaktadır. Bunların yanında değişik
yükleme durumlarının da dikkate alınması gerekir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
50
4. HİDRODİNAMİK MOMENT DEĞİŞTİRİCİLER
Hidrodinamik vites kutularında döndürme momenti pompa ve türbin çarkları arasındaki
devir sayısı farkına bağlı olarak ve kılavuz çark üzerinden büyütülür. Bunlar, hidrolik
döndürme momenti çeviricileri ismini de alır. Hidrodinamik vites kutuları hidrolik vites
.
kutularına dahildir. Pompa, türbin ve kılavuz çarkın kanatları eğriseldir.
Pompa
Türbin
Yön verici
çark
Yön verici
çark
Tahrik
Çıkış mili
Konvertör
kavraması
Burulma
titreşimi
sönümleyici
Balata
Prof.. Dr. N. Sefa KURALAY
51
Serbest dönücü
Pompa çarkı
Yönlendirme
Pompa ve türbin çarklarındaki doğrusal kanatları bulunan hidrodinamik
kavramaların
çarkı
aksine pompa, türbin ve kılavuz çarkın kanatları eğriseldir. Döndürme momenti
Yağ akışı
çeviricisinin içi hidrolik ile doludur. Motor tarafından tahrik edilen bir yağ pompası,
Türbin
çevirici içindeki yağ basıncının belirli bir değerde olmasını ve
birçarkı
yağ soğutucusu ile
birlikte kapalı devre şeklinde çalışmasını sağlar.
Döndürme momenti çeviricisi
Yağ akışı
Tahrik
Tahrik edilen mil
Serbest dönücü
Pompa çarkı
Türbin çarkı
Döndürme momenti çeviricisi
Pompa çarkı
Yağ akışı
Kılavuz
çark
Türbin çarkı
Yönlendirme
çarkı
Döndürme momenti çeviricisi,
Kalkıştaki hidrolik akışı
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY Yağ akışı
.
52
.
Pompa
Türbin
Yön verici
çark
Pompa
Yön
verici
Türbin
Tork konvertörü iki bölgede çalışır
1. Bölge, Dönüştürme fazında yön verici
çarlık etkisiyle döndürme momentinin
yükseltilmesi gerçekleşir.
2. Bölge, Kavrama fazında hidroliğin
saptırılması gereksiz kaldığından, yön
verici çark türbinle birlikte döner.
Kalkış fazında hidrolik pompa
tarafından türbine basılır.
• Çark kanadı formuna uygun olarak
hidrolik akımı zorlanır ve forma uygun
olarak saptırılır.Bu durumda tahrik
momenti artışı en üst düzeydedir.
• Türbin döner ve araç ivmelenir
• Sabit duran yön verici çark hidroliği
tekrar avantalı şekilde pompaya
yönlendirir.
Pompa
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
53
Pompa
Yön verici
Türbin
Türbinin artan devir sayısıyla akımın
kavisi düzelmektedir
• Akım seyri doğrusaldır.
• Tahrik momenti yükseltilmesi azalır.
• Pompaya uygun girişi sağlamak için,
hidrolik sadece yön verici kanatlarca
saptırılır
Pompa
Pompa
Yön verici
Türbin
Pompa
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Pompa ve türbin devir sayıları birbirine
yaklaştığında, hidrolik her bir kanadı
geçerken neredeyse doğrusal hat
Üzerinde hareket eder.
• Bu fazda hidrolik yön verici çarkın sırt,
yani emme tarafından akar
• Yön verici çark kilidi boşaldığı için
serbest dönmeye başlar.
• Tahrik momenti artık yükseltilmez.
Bu durma erişildikten sonra konvertör
kavraması devreye girer.
54
Kavrama noktasına ulaştıktan sonra
• Moment dönüşümü kesilir, döndürme momenti dönüştürücüsü bir
hidrolik kavram gibi çalışmaya başlar .
• Bu işletme noktasında pompa çarkının türbin çarkı devir sayına oranı
yaklaşık 0,86 ...0,91.
• Bu fazda kılavuz çark yaklaşık olarak pompa ve türbin çarkları ile aynı
devir sayısına sahiptir ve artık hiçbir etkisi yoktur.
Moment dönüştürücüsü ile kalkışta motor momentinin 2... 4,5 kat arasında
çıkış momenti sağlanabilir. Hidrodinamik döndürme momenti çeviricisi
verimi kavrama noktasına ulaştıktan sonra (hidrodinamik kavramada
olduğu gibi) % 98 seviyelerine ulaşır.
• Motorun devir sayısı salınımı ve döndürme momenti darbeleri
hidrolik tarafından sönümlenir.
• Motor boğularak stop etmez, çünkü rölantide yalnızca çok düşük bir
döndürme momenti iletilmektedir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
55
Hidrodinamik Moment Değiştiricilerde Güç ve Moment İletimi
Hidrodinamik hız değiştiricilerine benzemekle beraber, farklı olarak pompa ve türbin
çarkları arasında bir kılavuz çark mevcuttur. Bu sistemde de pompa motor tarafından
döndürülmekte ve hidrolik sıvı aracılığı ile enerji türbine iletilmektedir. Arada yer alan
yön verici kılavuz çark da bir ML momenti aldığından sistemdeki momentler arasında
M  M M
2
1
L
ilişkisi vardır.
Bu tip çevirici için
ve bu eşitliğe uygun olarak pompa ve türbin
2
5
momentleri için
M  k.n .D
M1  k 1.n1 .D
2
ve
5
M 2  k 2 .n 2 .D 5
2
eşitlikleri geçerlidir. Moment değiştirme oranı iM= M2/M1 =k2/k1 ve hız çevrim oranı in
M
M  k
1 n1
1

 2  .1  L   2
i n n 2 M1.  
M1  k 1.
1
k 2  k 1..
in
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
56
.
Güç iletim verimi
P2 M2 .n 2 M2
k2



.i n 
.i n  i M .i n
P1 M1.n1 M1
k1
Resim : Trilok moment değiştirici prensip şeması ve moment iletim karakteristikleri
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
57
5. Otomatik Vites Kutuları
Bir döndürme momenti dönüştürücü moment ve devir sayısı için büyük bir değiştirme
sahasına sahip olmasına rağmen, bu moment dönüştürücünün arkasına bir mekanik
vites kutusu takılmadan bir aracın tahrikinde kullanılması ekonomik değildir. Mekanik
vites kutusunun kullanılmasıyla araç motoru, aracın kullanımı sırasında moment
dönüştürücü mümkün olduğunca kavrama noktasının üst bölgesinde çalışacak şekilde
verilen işletme şartlarına uyarlanır. Moment dönüştürücü ve mekanik vites kutusu
kombinasyonun yapıldığı hem yarı otomatik hem de tam otomatik vites kutularında
vardır.
Resim: Otomatik
vites kutusu (ZF)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
58
5.1. Yarı Otomatik Vites Kutuları
Yarı otomatik vites kutuları bilinen elle vites değiştirilebilen bir vites kutusuyla döndürme
momenti dönüştürücüsünden ibarettirler. Genellikle yarı otomatik vites kutuları normal
vites kutusu uygulamalarından daha az kademe sayısına sahiptir, çünkü hidrodinamik
moment dönüştürücüsü her bir kademenin hareket bölgesini kademesiz olarak aşağıya
doğru genişletmektedir. Moment dönüştürücü ve kademeli vites kutusu arasında bir
mekanik kavrama vardır
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Resim : Yarı otomatik vites kutusu
59
Servo motor
Moment
dönüştürücü
Yağ pompasından
Kumanda
ventiline
Elektriksel kontaklı
vites kolu
Disk kavrama
Isı değiştirgecine
Resim : Yarı otomatik vites kutusu
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Vites değiştirme esnasında motor
vites kutusu arasından kuvvet
akışını kesmek için genellikle
kavrama olarak membran yaylı
kavrama kullanılır. Bir vites
kademesini devreye alma
sırasında vites koluna dokunur
dokunmaz bir elektriksel devre
kapanarak, elektro-manyetik bir
kumanda ventili devreye sokulur.
Kumanda ventili, motor alt basıncı
yardımıyla bir kol üzerinden
kavrama baskı plakasını açarak
kavramayı ayıran bir servo motoru
harekete geçirir. Vites
değiştirmenin akabinde kavramayı
tekrar birleştirmek, vites kolunu
bırakır bırakmaz, hemen
Moment dönüştürücü ve disk kav
gerçekleşir.
kombinasyonu
60
5.2. Tam Otomatik Vites Kutuları
Tam otomatik vites kutularında hidrodinamik moment dönüştürücüsünün arkasına
bir .planet dişli kutusu (Güneş dişli sistemi) monte edilir.
Fren pabucu
İç dişli için içi
boş mil
Planet dişli
Planet taşıyıcı
için içi boş mil
Güneş dişli
Güneş dişli
için mil
Bu vites kutularında, hidrolik
veya elektro-mekanik kumanda
sistemleri sayesinde motor
yüküne ve aracın hareket
hızına bağlı olarak otomatik
olarak vites değiştirilir.
Planet dişli
taşıyıcısı
İç dişli
.
Resim
: Planet dişli kutusu (basit gösterilim)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Planet dişli kutusu (basitleştirilmiş gösterim)
61
Planet Dişli Grubu Kademeleri
Planet dişli grubunda ya güneş dişliyi, planet dişlileri veya iç dişliyi tahrik etmek,
frenlemek veya karşılıklı bloke etmek suretiyle farklı çevrim oranlarına ulaşmak
mümkündür
Planet Dişli Grubu Kademeleri
1. Kademe : Güneş dişli tahrik ediliyor, iç dişli fren
pabucu ile sabit tutuluyor. Bu durumda planet
taşıyıcı ve buna bağlı çıkış mili güneş dişli ile aynı
dönüş yönünde dönmektedir. Planet dişliler sabit iç
dişli içinde yuvarlanmaktadır, bu şekilde en büyük
çevrim oranına ulaşılır. Çıkış mili, giriş miline göre
oldukça yavaş dönmektedir
Güneş dişli tahrik ediliyor,
iç dişli sabit tutuluyor
İç dişli tahrik ediliyor,
güneş dişli sabit tutuluyor
. Sefa KURALAY
Prof. Dr. N.
( i1 = ziç/zGüneş +1).
2. Kademe : İç dişli tahrik ediliyor, güneş dişli sabit
tutuluyor. Bu sayede planet dişliler güneş dişli
etrafında yuvarlanarak planet taşıyıcıyı döndürürler
ve planet taşıyıcıya sabit bağlı çıkış mili de iç dişli
dönüş yönünde tahrik edilmiş olur. Bu kademede
de hareket yavaşlatılır. Fakat çevrim oranı 1.
kademeye göre daha düşüktür
( i2 = zGüneş/ziç +1)
62
3. Kademe : Dişliler bloke oluyor, bu sayede güneş dişli ve
iç dişli aynı dönme yönünde ve aynı devirde dönüyor.
Planet dişliler yuvarlanamıyor ve sistemle birlikte
dönüyorlar. Planet taşıyıcı da güneş dişli ile aynı devirde
yani motor devir sayısında dönmek zorunda. 3. kademe
direk kademe oluyor
(i3 = 1 ).
Güneş dişli, iç dişli ve planet
taşıyıcı aynı devirde dönüyor
Geri Vites Kademesi : Planet taşıyıcı sabit tutuluyor.
Güneş dişli tahrik dişilisi. Bu şekilde planet taşıyıcı ara
taşıyıcı gibi çalışıyor ve iç dişlinin dönme yönü değişiyor. İç
dişliye bağlı iç boş çıkış mili güneş dişliye göre ters yönde
dönüyor. Hareket yavaşlayarak çıkar
(i4 = -ziç/zGüneş ).
Planet taşıyıcı sabit tutuluyor,
dönme yönü değişiyor.
.
İkincil planet grubu
Birincil planet grubu
Prof. Dr.Lamelli
N. Sefakavrama
KURALAY
Tahrik
İç dişli
63
Planet Dişli Kutularının Yapısı
Üç ileri bir geri vites kademeli , duruma göre bir tahrik ve bir çıkış milli planet
dişli kutuları için planet dişli gruplarının farklı kombinasyonları mevcuttur:
1. İki planet dişli grubunun arka arkaya devreye alınması
2. Aynı iç dişliye sahip iki planet dişli grubunun arka arkaya takılması. Güneş
dişlilerin çapları farklıdır ve milleri aynı eksende iç içe yataklanmıştır.
Bu kombinasyon Ravigneaux Grubu olarak isimlendirilir.
3. Aynı güneş dişli sistemine sahip iki planet grubunun arka arkaya
bağlanması. İç dişlilerin çapları farklıdır. Bu kombinasyona Simpson
Grubu ismi verilmektedir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
64
Resim: 3 basamaklı otomatik vites kutusu (ZF)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
65
.
Vites
Vites
Vites
Kavrama
Fren
Serbest
dönücü
Geri Vites
Türbin
Pompa
Yön verici
çark
Resim: 3 basamaklı otomatik vites kutusunun güç akış şeması
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
66
Resim: 5 basamaklı otomatik vites kutusu (Mercedes-Benz)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
67
Resim: 7 ileri 2 geri vites basamaklı otomatik şanzıman (Mercedes-Benz)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
68
Vites
Giriş
Çıkış
.
.
Resim: 7 basamaklı otomatik vites kutusunun kumanda şeması (Mercedes-Benz)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
69
Planet taşıyıcı sabit tutuluyor,
dönme yönü değişiyor.
.
İkincil planet grubu
Ravigneaux Gruplu Planet Dişli Kutusu:
Birincil planet grubu
İç dişli
Lamelli kavrama
Tahrik
Çıkış
İkinci güneş dişli
Birinci güneş dişli
Park kademesi için
tırnaklı mandal
İkinci güneş dişli mili içinde birinci güneş dişli mili
serbestçe dönebilmektedir. Birinci güneş dişli
devamlı olarak birinci planet dişlilerle temas
halindedir; birinci güneş dişli mili tahrik mili olarak
görev yapmaktadır. Birinci planet dişliler devamlı
olarak ikinci planet dişliler ile temas halindedirler.
İkinci planet dişliler hem birinci planet dişliler ile
hem de iç dişli ile temas halindedirler. Tüm planet
dişliler ortak bir planet taşıyıcıya yataklanmıştır. İç
dişli vites kutusu çıkış miline bağlanmıştır.
.
Planet dişli kutusu (Ravigneaux-Grubu)
İkinci planet dişli
Birinci planet dişli
Birinci güneş dişli
İkinci güneş dişli
Çıkış
mili
Tahrik
İç dişli
(Kesit resmi)
Resim: Ravigneaux Grubu.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Planet Dişli Kutusu-Ravigneaux Grubu
.
.
70
Hidrolik Kumanda
Lamelli kavramalar ve fren bantları üzerinden hidrodinamik moment dönüştürücüsünün
hemen arkasına bağlanan planet dişli kutusu çalıştırılabilir. Kademe değiştirme hidrolik
kumanda yardımıyla gerçekleşir .
Vites
. kolu pozisyonu N – Boşa dönme (rölantide çalışma):
Çalışma
basıncı
Motor alt
basıncı
Prof. Dr..N. Sefa KURALAY
Modüle basınç
.
71
Vites kolu pozisyonu D – 1. Vites kademesi :
.
Çalışma
basıncı
Ayar basıncı
Motor alt
basıncı
Modüle basınç
.
Resim : Hidrolik kumanda – Vites kolu
pozisyonu D, 1. Kademe
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
72
.
Vites kolu pozisyonu D – 2. Kademe :
Çalışma
basıncı
Ayar basıncı
Motor alt
basıncı
Modüle basınç
Resim : Hidrolik kumanda – Vites kolu pozisyonu D, 2. Kademe
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
73
.Vites kolu pozisyonu D – 3. Kademe :
Moment dönüştürücü
Piston
Serbest dönücü
Planet dişli grubu
Park kademesi kilidi
Pompa
Kavramalar
Fren bandı
Çalışma
basıncı
Regülasyon basıncı
KickDown
şalteri
Vites
değiştirme
ventilleri
Motor alt
basıncı
Merkezkaç kuvveti
regülatörü
Vites kolu sürgüsü
Modüle basınç
Kısma
ventili
H
Resim : Hidrolik kumanda- Vites kolu pozisyonu D, 3. Vites
Hidrolik Kumanda – Vites kolu sürgü pozisyonu D, 3. Kademe
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
74
6. Kademesiz otomatik vites kutusu
Kademesiz olarak çevrim oranlarını ayarlamak suretiyle motor devir
sayısını; motor gücünün, momentinin mümkün olan en yüksek ve egzoz
emisyonlarının en düşük seviyede kalmasını sağlayacak bölgede tutar.
Moment iletimi, metal elemanlı bir kayış üzerinden iki adet iki parçadan
oluşan kasnaklar üzerinden aktarılır. Kasnaklardan bir tanesi motor miline
irtibatlı, diğeri aks tahrik mili ile irtibatlıdır. Kasnakların efektif çapları
ayarlanabilmektedir. Bir kasnakta efektif çap küçülürken diğerinde buna
uygun olarak büyümektedir. Çevrim oranı aracın taleplerine uygun olarak
kademesiz olarak değişmektedir.
Geri vites için giriş kasnağı önüne bir planet dişli sistemi monte edilmiştir.
İşletme elemanları kademeli tam otomatik vites kutularına benzemektedir.
Kavrama olarak hidrodinamik moment değiştirici (Tork konvertörü), elektrikli
kavrama veya elektronik kumandalı kavrama tercih edilmektedir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
75
Resim: Kademesiz otomatik vites kutusunda kuvvet akışı
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
76
Resim: Kademesiz
otomatik vites kutusu
(Ford)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
77
.
Planet dişli grubu
Efektif çapları
değişebilen kasnaklar
Kayar çelik elemanlı
metal kayış
.
Resim : Planet dişli gruplu kademesiz otomatik dişli kutusu
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
78
Resim : CVT vites kutusu olarak ta bilinen kademesiz otomatik vites kutusu
(AUDİ Quattro)
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
79
Kalkış
Kalkış kavraması
Varyatör
İletim zinciri
Yağ pompası
Zincirli varyatör
Hidrolik kumanda
Üst devir
Elektronik
kumanda
.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Resim: Audi multitronic
80
Resim: Audi multitronic
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
81
İlginize teşekkür ederim
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY
82

Download Report